El cableado eléctrico es una instalación eléctrica de cableado y dispositivos asociados, como interruptores, cuadros de distribución, enchufes y accesorios de iluminación en una estructura.
El cableado está sujeto a normas de seguridad para el diseño e instalación. Los tipos y tamaños de alambres y cables permitidos se especifican de acuerdo con el voltaje de funcionamiento del circuito y la capacidad de corriente eléctrica , con restricciones adicionales sobre las condiciones ambientales, como el rango de temperatura ambiente, los niveles de humedad y la exposición a la luz solar y a productos químicos.
Los dispositivos asociados de protección, control y distribución de circuitos dentro del sistema de cableado de un edificio están sujetos a especificaciones funcionales, de voltaje y de corriente. Los códigos de seguridad del cableado varían según la localidad, el país o la región. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) está intentando armonizar los estándares de cableado entre los países miembros, pero aún existen variaciones significativas en los requisitos de diseño e instalación.
Los códigos y regulaciones de instalación de cableado tienen como objetivo proteger a las personas y la propiedad contra descargas eléctricas y riesgos de incendio. Por lo general, se basan en un código modelo (con o sin modificaciones locales) elaborado por una organización de normalización nacional o internacional, como la IEC .
En Australia y Nueva Zelanda, la norma AS/NZS 3000 , comúnmente conocida como "reglas de cableado", especifica los requisitos para la selección e instalación de equipos eléctricos, y el diseño y prueba de dichas instalaciones. La norma es obligatoria tanto en Nueva Zelanda como en Australia; por lo tanto, todos los trabajos eléctricos cubiertos por la norma deben cumplir.
En los países europeos se ha intentado armonizar las normas nacionales de cableado en una norma IEC , IEC 60364 Instalaciones eléctricas para edificios . De ahí que las normas nacionales sigan un sistema idéntico de secciones y capítulos. Sin embargo, esta norma no está escrita en un lenguaje tal que pueda adoptarse fácilmente como código de cableado nacional. Tampoco está diseñado para uso en campo por parte de inspectores y comerciantes eléctricos para probar el cumplimiento de las normas nacionales de cableado. Por el contrario, los códigos nacionales, como el NEC o el CSA C22.1, generalmente ejemplifican los objetivos comunes de IEC 60364, pero proporcionan reglas específicas en una forma que permite guiar a quienes instalan e inspeccionan sistemas eléctricos.
La VDE es la organización responsable de la promulgación de normas eléctricas y especificaciones de seguridad. DIN VDE 0100 es el documento de normativa de cableado alemán armonizado con IEC 60364. En Alemania, el azul también puede significar fase o fase conmutada.
En el Reino Unido, las instalaciones de cableado están reguladas por la Institución de Requisitos de Ingeniería y Tecnología para Instalaciones Eléctricas: IEE Wiring Regulaciones, BS 7671 : 2008 , que están armonizadas con IEC 60364. La 17ª edición (publicada en enero de 2008) incluyó nuevas secciones para Microgeneración y sistemas solares fotovoltaicos . La primera edición se publicó en 1882. En 2018, se publicó la 18.ª edición de las normas de cableado BS7671:2018, que entró en vigor en enero de 2019 y la Enmienda 2 de BS7671:2018 se emitió en marzo de 2022. BS 7671 es la norma a la que se aplica el Reino Unido. La industria eléctrica se adhiere, y ahora la ley exige el cumplimiento de BS 7671 a través de las Regulaciones de Electricidad, Seguridad, Calidad y Continuidad de 2002.
Los primeros códigos eléctricos de Estados Unidos se originaron en Nueva York en 1881 para regular las instalaciones de iluminación eléctrica. Desde 1897 la Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU ., una asociación privada sin fines de lucro formada por compañías de seguros, publica el Código Eléctrico Nacional (NEC). Los estados, condados o ciudades suelen incluir el NEC en sus códigos de construcción locales como referencia junto con las diferencias locales. El NEC se modifica cada tres años. Es un código de consenso que considera sugerencias de las partes interesadas. Las propuestas son estudiadas por comités de ingenieros , comerciantes , representantes de fabricantes, bomberos y otros invitados.
Desde 1927, la Asociación Canadiense de Normas (CSA) ha elaborado la Norma Canadiense de Seguridad para Instalaciones Eléctricas , que es la base de los códigos eléctricos provinciales. La CSA también produce el Código Eléctrico Canadiense , cuya edición de 2006 hace referencia a IEC 60364 ( Instalaciones eléctricas para edificios ) y establece que el código aborda los principios fundamentales de protección eléctrica en la Sección 131. El código canadiense reproduce el Capítulo 13 de IEC 60364, pero No existen criterios numéricos enumerados en ese capítulo para evaluar la idoneidad de cualquier instalación eléctrica.
Aunque las normas nacionales de Estados Unidos y Canadá abordan los mismos fenómenos físicos y objetivos muy similares, ocasionalmente difieren en detalles técnicos. Como parte del programa del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN), las normas estadounidenses y canadienses están convergiendo lentamente entre sí, en un proceso conocido como armonización.
En un código eléctrico típico , es obligatoria alguna codificación de colores de los cables. Existen muchas reglas y excepciones locales por país, estado o región. [1] Las instalaciones más antiguas varían en los códigos de color y los colores pueden desvanecerse con la exposición del aislamiento al calor, la luz y el envejecimiento.
A partir de marzo de 2011, el Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC) exige el uso de cables de color verde/amarillo como conductores de protección, azules como conductores neutros y marrones como conductores monofásicos . [2]
En Suecia, IEC 60364 se implementa a través de la norma nacional SS-436 40 000. Es notable la excepción del azul, donde, aunque el color normalmente se usa para neutro, puede usarse como cable de conexión entre interruptores y entre interruptor y dispositivo, así como cable de fase en un circuito bifásico, todo bajo la condición de que no se utilice ningún cable neutro en el circuito en particular. [3] [4]
El Reino Unido exige el uso de cables cubiertos con aislamiento con rayas verdes/amarillas para conexiones de puesta a tierra de seguridad. [5] Esta creciente norma internacional fue adoptada por su apariencia distintiva, para reducir la probabilidad de confusión peligrosa de los cables de conexión a tierra de seguridad con otras funciones eléctricas, especialmente por personas afectadas por daltonismo rojo-verde .
En 2004, el Reino Unido adoptó el estándar de la Unión Europea para los colores de fase marrón, negro y gris, y para el neutro, azul. Sin embargo, los antiguos colores de fase de rojo, amarillo y azul con negro como neutro todavía se encuentran en instalaciones antiguas. El cableado monofásico debe ser estrictamente de color marrón (rojo en el sistema antiguo), independientemente de la fase de origen, pero es una práctica común utilizar cables de tres núcleos en los colores trifásicos para interruptores de iluminación de dos vías. La práctica aceptada es revestir los extremos de los núcleos con fundas marrones o azules, según corresponda. [6]
El Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos requiere un conductor protector aislado de cobre desnudo, o verde o verde/amarillo, un neutro blanco o gris, con cualquier otro color utilizado para monofásico. El NEC también exige que el conductor de tramo alto de un sistema delta de tramo alto tenga aislamiento naranja o que esté identificado mediante otros medios adecuados, como etiquetas. Antes de la adopción del naranja como color sugerido para la pierna alta en el NEC de 1971, era una práctica común en algunas áreas usar el rojo para este propósito. [7]
La introducción del NEC establece claramente que no pretende ser un manual de diseño y, por lo tanto, la creación de un código de colores para conductores no conectados a tierra o "calientes" queda fuera del alcance y propósito del NEC. Sin embargo, es un error común pensar que el Código exige una codificación de colores de los conductores "calientes".
En los Estados Unidos, la codificación de colores de los conductores de sistemas trifásicos sigue un estándar de facto, en el que se utilizan negro, rojo y azul para sistemas trifásicos de 120/208 voltios, y marrón, naranja o violeta y amarillo. utilizado en sistemas de 277/480 voltios. (El violeta evita conflictos con la regla delta de tramo alto del NEC). En edificios con múltiples sistemas de voltaje, se requiere que los conductores puestos a tierra (neutrales) de ambos sistemas se identifiquen por separado y se hagan distinguibles para evitar conexiones entre sistemas. La mayoría de las veces, los sistemas de 120/208 voltios utilizan aislamiento blanco, mientras que los sistemas de 277/480 voltios utilizan aislamiento gris, aunque este código de color en particular no es actualmente un requisito explícito del NEC. [8] Sin embargo, algunas jurisdicciones locales especifican la codificación de colores requerida en sus códigos de construcción locales.
Los materiales para el cableado de sistemas eléctricos interiores en edificios varían dependiendo de:
Los sistemas de cableado en una casa unifamiliar o dúplex, por ejemplo, son simples, con requisitos de energía relativamente bajos, cambios poco frecuentes en la estructura y el diseño del edificio, generalmente con temperaturas secas y moderadas y condiciones ambientales no corrosivas. En un entorno comercial liviano, se pueden esperar cambios de cableado más frecuentes, se pueden instalar aparatos grandes y se pueden aplicar condiciones especiales de calor o humedad. Las industrias pesadas tienen requisitos de cableado más exigentes, como corrientes muy grandes y voltajes más altos, cambios frecuentes en la disposición de los equipos, atmósferas corrosivas, húmedas o explosivas. En instalaciones que manejan gases o líquidos inflamables, es posible que existan reglas especiales que regulen la instalación y el cableado de equipos eléctricos en áreas peligrosas .
Los alambres y cables se clasifican según el voltaje del circuito, la temperatura nominal y las condiciones ambientales (humedad, luz solar, aceite, productos químicos) en las que se pueden utilizar. Un alambre o cable tiene una clasificación de voltaje (a neutro) y una clasificación de temperatura máxima de la superficie del conductor. La cantidad de corriente que un cable o alambre puede transportar de forma segura depende de las condiciones de instalación.
Los tamaños de cables estándar internacionales se dan en la norma IEC 60228 de la Comisión Electrotécnica Internacional . En Norteamérica, se utiliza el estándar American Wire Gauge para tamaños de cables.
Los cables con cubierta no metálica modernos, como los tipos NMB y NMC (de EE. UU. y Canadá), constan de dos a cuatro cables cubiertos con aislamiento termoplástico , más un cable para conexión a tierra/conexión a tierra protectora (unión), rodeado por una cubierta de plástico flexible. En Norteamérica y el Reino Unido, este conductor suele ser un cable desnudo, pero en el Reino Unido se requiere que este conductor de protección a tierra (PE) desnudo esté revestido con un tubo aislante verde/amarillo donde se ha retirado el revestimiento del cable. La mayoría de las otras jurisdicciones ahora exigen que el conductor de protección a tierra esté aislado con el mismo estándar que los conductores que transportan corriente con aislamiento verde/amarillo.
En algunos cables, los conductores individuales se envuelven en papel antes de aplicar la funda de plástico.
Las versiones especiales de cables con revestimiento no metálico, como el tipo UF de EE. UU., están diseñadas para enterramiento subterráneo directo (a menudo con protección mecánica separada) o uso exterior donde la exposición a la radiación ultravioleta (UV) es posible. Estos cables se diferencian por tener una construcción resistente a la humedad, carecer de papel u otros rellenos absorbentes y estar formulados para resistir los rayos UV.
El aislamiento de polímero sintético similar al caucho se utiliza en cables industriales y cables eléctricos instalados bajo tierra debido a su resistencia superior a la humedad.
Los cables aislados se clasifican según su voltaje de funcionamiento permitido y su temperatura máxima de funcionamiento en la superficie del conductor. Un cable puede tener múltiples clasificaciones de uso para aplicaciones, por ejemplo, una clasificación para instalaciones secas y otra cuando se expone a la humedad o al aceite.
Generalmente, el cable de construcción de un solo conductor en tamaños pequeños es un cable sólido, ya que no es necesario que el cableado sea muy flexible. Los conductores de alambre de construcción de más de 10 AWG (o aproximadamente 5 mm 2 ) están trenzados para brindar flexibilidad durante la instalación, pero no son lo suficientemente flexibles para usarlos como cables de electrodomésticos.
Los cables para edificios industriales, comerciales y de apartamentos pueden contener muchos conductores aislados en una cubierta general, con armadura de cinta helicoidal de acero o aluminio, o armadura de alambre de acero, y quizás también una cubierta general de PVC o plomo para protección contra la humedad y daños físicos. Los cables destinados a servicios muy flexibles o aplicaciones marinas pueden protegerse con alambres de bronce tejidos. Según el código de construcción modelo, los cables de alimentación o comunicaciones (por ejemplo, redes de computadoras) que se encaminan dentro o a través de espacios de manejo de aire (plenums) de edificios de oficinas deben estar encerrados en conductos metálicos o clasificados para baja producción de llamas y humo.
Para algunos usos industriales en acerías y ambientes cálidos similares, ningún material orgánico brinda un servicio satisfactorio. A veces se utilizan cables aislados con escamas de mica comprimidas. Otra forma de cable de alta temperatura es el cable con aislamiento mineral , con conductores individuales colocados dentro de un tubo de cobre y el espacio lleno de polvo de óxido de magnesio . Todo el conjunto se reduce a tamaños más pequeños, comprimiendo así el polvo. Estos cables tienen una clasificación certificada de resistencia al fuego y son más costosos que los cables sin clasificación de incendio. Tienen poca flexibilidad y se comportan más como conductos rígidos que como cables flexibles.
El entorno de los cables instalados determina cuánta corriente puede transportar un cable. Debido a que varios conductores agrupados en un cable no pueden disipar el calor tan fácilmente como los conductores aislados, esos circuitos siempre tienen una clasificación de ampacidad más baja . Las tablas de los códigos de seguridad eléctrica brindan la corriente máxima permitida según el tamaño del conductor, el potencial de voltaje, el tipo y espesor del aislamiento y la clasificación de temperatura del cable en sí. La corriente permitida también será diferente para ubicaciones húmedas o secas, para ubicaciones calientes (ático) o frías (subterráneas). En un tendido de cable a través de varias áreas, la parte con la clasificación más baja se convierte en la clasificación del tendido general.
Los cables suelen estar asegurados con accesorios especiales en la entrada de los aparatos eléctricos; Esto puede ser una simple abrazadera de tornillo para cables revestidos en un lugar seco, o un conector de cable con junta de polímero que se acopla mecánicamente a la armadura de un cable blindado y proporciona una conexión resistente al agua. Se pueden aplicar accesorios de cables especiales para evitar que fluyan gases explosivos en el interior de los cables encamisados, donde el cable pasa a través de áreas donde hay gases inflamables presentes. Para evitar que las conexiones de los conductores individuales de un cable se aflojen, los cables deben sujetarse cerca de su entrada a los dispositivos y a intervalos regulares a lo largo de sus recorridos. En edificios altos, se requieren diseños especiales para soportar los conductores de tramos verticales de cable. Generalmente, solo se permite un cable por conector, a menos que el conector esté clasificado o listado para múltiples cables.
Se requieren construcciones de cables y técnicas de terminación especiales para los cables instalados en barcos. Estos conjuntos están sujetos a condiciones ambientales y mecánicas extremas. Por lo tanto, además de las cuestiones de seguridad eléctrica y contra incendios, también se puede exigir que dichos cables sean resistentes a la presión cuando atraviesan los mamparos de un buque. También deben resistir la corrosión causada por el agua salada o la niebla salina , lo que se logra mediante el uso de chaquetas más gruesas especialmente construidas y estañando los soportes de alambre individuales.
En la práctica norteamericana, para edificios residenciales y comerciales ligeros alimentados con un servicio monofásico dividido 120/240, se tiende un cable aéreo desde un transformador en un poste de energía hasta el punto de entrada del servicio. El cable es un cable "tríplex" trenzado de tres conductores con un neutro desnudo y dos conductores aislados, sin cubierta general del cable. [15] El conductor neutro es a menudo un cable de acero "mensajero" de soporte, que se utiliza para soportar los conductores de línea aislados.
Los dispositivos eléctricos suelen utilizar conductores de cobre debido a sus propiedades, incluida su alta conductividad eléctrica , resistencia a la tracción , ductilidad , resistencia a la fluencia , resistencia a la corrosión , conductividad térmica , coeficiente de expansión térmica , soldabilidad , resistencia a sobrecargas eléctricas , compatibilidad con aisladores eléctricos y facilidad. de instalación. El cobre se utiliza en muchos tipos de cableado eléctrico. [16] [17]
El alambre de aluminio era común en el cableado residencial de América del Norte desde finales de los años 1960 hasta mediados de los 1970 debido al creciente costo del cobre. Debido a su mayor resistividad , el cableado de aluminio requiere conductores más grandes que el cobre. Por ejemplo, en lugar de alambre de cobre de 14 AWG ( calibre de alambre americano ), el cableado de aluminio tendría que ser de 12 AWG en un circuito de iluminación típico de 15 amperios, aunque los códigos de construcción locales varían.
Los conductores de aluminio sólido se fabricaron originalmente en la década de 1960 a partir de una aleación de aluminio de uso general que tenía propiedades indeseables para un cable de construcción y se usaban con dispositivos de cableado destinados a conductores de cobre. [18] [19] Se descubrió que estas prácticas causaban conexiones defectuosas y riesgos de incendio. A principios de la década de 1970 se introdujo un nuevo alambre de aluminio fabricado a partir de una de varias aleaciones especiales, y todos los dispositivos (disyuntores, interruptores, receptáculos, conectores de empalme , tuercas para cables , etc.) se diseñaron especialmente para ese propósito. Estos alambres de aluminio más nuevos y diseños especiales abordan problemas con uniones entre metales diferentes, oxidación en superficies metálicas y efectos mecánicos que ocurren cuando diferentes metales se expanden a diferentes velocidades con aumentos de temperatura. [ cita necesaria ]
A diferencia del cobre, el aluminio tiene tendencia a deslizarse o fluir en frío bajo presión, por lo que las conexiones de abrazadera de tornillo de acero simple más antiguas podrían aflojarse con el tiempo. Los dispositivos eléctricos más nuevos diseñados para conductores de aluminio tienen características destinadas a compensar este efecto. A diferencia del cobre, el aluminio forma una capa de óxido aislante en la superficie. A veces, esto se soluciona recubriendo conductores de aluminio con una pasta antioxidante (que contiene polvo de zinc en una base de polibuteno con bajo contenido de residuos [20] ) en las uniones, o aplicando una terminación mecánica diseñada para atravesar la capa de óxido durante la instalación.
Algunas terminaciones en dispositivos de cableado diseñados solo para alambre de cobre se sobrecalentarían bajo una carga de corriente intensa y provocarían incendios cuando se usan con conductores de aluminio. Se desarrollaron normas revisadas para materiales de alambre y dispositivos de cableado (como la designación CO/ALR "cobre-aluminio-revisada") para reducir estos problemas. Si bien todavía se utilizan tamaños más grandes para alimentar paneles eléctricos y dispositivos grandes, el cableado de aluminio para uso residencial ha adquirido mala reputación y ha caído en desgracia.
Los conductores de aluminio todavía se utilizan mucho para la transmisión de energía a granel , la distribución de energía y los grandes circuitos alimentadores con cargas de corriente pesadas, debido a las diversas ventajas que ofrecen sobre el cableado de cobre. Los conductores de aluminio cuestan y pesan menos que los conductores de cobre, por lo que se puede utilizar una sección transversal mucho mayor por el mismo peso y precio. Esto puede compensar la mayor resistencia y la menor resistencia mecánica del aluminio, lo que significa que se necesita una mayor área de sección transversal para lograr una capacidad de corriente comparable y otras características. Los conductores de aluminio deben instalarse con conectores compatibles y se debe tener especial cuidado para garantizar que la superficie de contacto no se oxide.
Los cables aislados se pueden tender de varias formas entre dispositivos eléctricos. Puede ser un tubo flexible especializado, llamado conducto , o una de varias variedades de tubos metálicos (acero rígido o aluminio) o no metálicos ( PVC o HDPE ). Si se requieren muchos circuitos, se pueden utilizar canales para cables de metal o PVC de sección transversal rectangular (Norteamérica) o canalizaciones (Reino Unido). Los cables tendidos bajo tierra pueden pasar por tubos de plástico revestidos de concreto, pero se pueden usar codos de metal en caso de tirones severos. El cableado en áreas expuestas, por ejemplo pisos de fábrica, puede tenderse en bandejas de cables o canales rectangulares que tengan tapas.
Cuando el cableado o los conductos que sujetan el cableado deben atravesar paredes y pisos con clasificación de resistencia al fuego , los códigos de construcción locales exigen que las aberturas sean cortafuegos . En los casos en que el cableado crítico para la seguridad deba mantenerse operativo durante un incendio accidental, se debe aplicar protección contra incendios para mantener la integridad del circuito de manera que cumpla con la lista de certificación del producto . La naturaleza y el espesor de cualquier material de protección pasiva contra incendios utilizado junto con el cableado y las canalizaciones tienen un impacto cuantificable sobre la reducción de la ampacidad, porque las propiedades de aislamiento térmico necesarias para la resistencia al fuego también inhiben el enfriamiento por aire de los conductores de energía.
Las bandejas portacables se utilizan en áreas industriales donde se tienden juntos muchos cables aislados. Los cables individuales pueden salir de la bandeja en cualquier punto, simplificando la instalación del cableado y reduciendo el costo de mano de obra para instalar cables nuevos. Los cables de alimentación pueden tener accesorios en la bandeja para mantener el espacio libre entre los conductores, pero a menudo se instala cableado de control pequeño sin ningún espacio intencional entre los cables.
Las regulaciones eléctricas locales pueden restringir o imponer requisitos especiales sobre la combinación de niveles de voltaje dentro de una bandeja de cables. Las buenas prácticas de diseño pueden separar, por ejemplo, los cables de señal o de medición de bajo nivel de las bandejas que transportan circuitos derivados de alta potencia, para evitar la inducción de ruido en circuitos sensibles.
Dado que los cables tendidos en conductos o bajo tierra no pueden disipar el calor tan fácilmente como al aire libre, y dado que los circuitos adyacentes contribuyen con corrientes inducidas, las regulaciones de cableado dan reglas para establecer la capacidad actual (ampacidad).
Se utilizan accesorios sellados especiales para cables tendidos a través de atmósferas potencialmente explosivas.
Para corrientes muy altas en aparatos eléctricos y para corrientes altas distribuidas a través de un edificio, se pueden utilizar barras colectoras. (El término "bus" es una contracción del latín omnibus , que significa "para todos".) Cada conductor activo de dicho sistema es una pieza rígida de cobre o aluminio, generalmente en barras planas (pero a veces como tubos u otras formas). . Las barras colectoras abiertas nunca se utilizan en áreas de acceso público, aunque se utilizan en plantas de fabricación y patios de interruptores de compañías eléctricas para obtener el beneficio de la refrigeración por aire. Una variación es utilizar cables pesados, especialmente cuando es deseable transponer o "enrollar" fases.
En aplicaciones industriales, las barras conductoras suelen estar premontadas con aisladores en recintos conectados a tierra. Este conjunto, conocido como conducto bus o vía bus, se puede utilizar para conexiones a aparamenta de gran tamaño o para llevar la alimentación principal a un edificio. Se utiliza una forma de conducto de bus conocido como "bus enchufable" para distribuir energía a lo largo de un edificio; está construido para permitir la instalación de interruptores de derivación o controladores de motor en lugares designados a lo largo del autobús. La gran ventaja de este esquema es la capacidad de quitar o agregar un circuito derivado sin quitar voltaje de todo el conducto.
Los conductos de barra pueden tener todos los conductores de fase en el mismo recinto (barra no aislada), o pueden tener cada conductor separado por una barrera a tierra de las fases adyacentes (barra segregada). Para conducir grandes corrientes entre dispositivos, se utiliza un bus de cable. [ Se necesita más explicación ]
Para corrientes muy grandes en estaciones generadoras o subestaciones, donde es difícil brindar protección al circuito, se utiliza un bus de fase aislada . Cada fase del circuito se ejecuta en una carcasa metálica independiente conectada a tierra. El único fallo posible es un fallo fase-tierra, ya que los recintos están separados. Este tipo de bus puede tener una potencia nominal de hasta 50.000 amperios y hasta cientos de kilovoltios (durante el servicio normal, no sólo en caso de fallas), pero no se utiliza para cableado de edificios en el sentido convencional.
Los paneles eléctricos son cajas de conexiones de fácil acceso que se utilizan para desviar y cambiar servicios eléctricos . El término se utiliza a menudo para referirse a paneles de disyuntores o cajas de fusibles. Los códigos locales pueden especificar el espacio libre físico alrededor de los paneles. [ cita necesaria ]
Las ardillas , ratas y otros roedores pueden roer el cableado desprotegido, provocando riesgos de incendio y descargas eléctricas. [21] [22] Esto es especialmente cierto en el caso de los cables de redes informáticas y telefónicas aislados con PVC. Se han desarrollado varias técnicas para disuadir estas plagas, incluido el aislamiento cargado con polvo de pimienta. [ cita necesaria ]
Los primeros sistemas de cableado eléctrico interior utilizaban conductores desnudos o cubiertos con tela, que se fijaban mediante grapas a la estructura del edificio o a estribos. Cuando los conductores atravesaban las paredes, estaban protegidos con cinta de tela. Los empalmes se realizaron de manera similar a las conexiones telegráficas y se soldaron por seguridad. Los conductores subterráneos se aislaron con envolturas de cinta de tela empapada en brea y se colocaron en canales de madera que luego se enterraron. Estos sistemas de cableado eran insatisfactorios debido al peligro de electrocución e incendio, además del alto coste de mano de obra para dichas instalaciones. Los primeros códigos eléctricos surgieron en la década de 1880 con la introducción comercial de la energía eléctrica; sin embargo, existían muchas normas contradictorias para la selección de tamaños de cables y otras reglas de diseño para instalaciones eléctricas, y se vio la necesidad de introducir uniformidad por motivos de seguridad.
El primer método estandarizado de cableado en edificios, de uso común en América del Norte desde aproximadamente 1880 hasta la década de 1930, fue el cableado de perilla y tubo (K&T): se pasaban conductores individuales a través de cavidades entre los miembros estructurales en paredes y techos, con tubos cerámicos formando Canales protectores a través de vigas y perillas de cerámica unidas a los miembros estructurales para proporcionar aire entre el alambre y la madera y para sostener los alambres. Como el aire podía circular libremente sobre los cables, se podían utilizar conductores más pequeños que los necesarios en los cables. Al disponer los cables en lados opuestos de los miembros estructurales del edificio, se proporcionó cierta protección contra los cortocircuitos que pueden producirse al clavar un clavo en ambos conductores simultáneamente.
En la década de 1940, el costo laboral de instalar dos conductores en lugar de un cable resultó en una disminución en las nuevas instalaciones de perillas y tubos. Sin embargo, el código estadounidense todavía permite nuevas instalaciones de cableado K&T en situaciones especiales (algunas aplicaciones rurales e industriales).
En el Reino Unido, una de las primeras formas de cable aislado, [23] introducida en 1896, consistía en dos conductores aislados con papel impregnado en una funda de plomo. Se soldaron juntas y se utilizaron accesorios especiales para portalámparas e interruptores. Estos cables eran similares a los cables subterráneos de telégrafo y teléfono de la época. Los cables aislados con papel resultaron inadecuados para instalaciones de cableado interior porque se requirió una mano de obra muy cuidadosa en las cubiertas de plomo para garantizar que la humedad no afectara el aislamiento.
Un sistema inventado posteriormente en el Reino Unido en 1908 empleaba alambre aislado de caucho vulcanizado encerrado en una funda de tira de metal. La funda metálica se unió a cada dispositivo de cableado metálico para garantizar la continuidad de la conexión a tierra.
Un sistema desarrollado en Alemania llamado "alambre Kuhlo" utilizaba uno, dos o tres alambres aislados con caucho en un tubo de lámina de hierro recubierto de latón o plomo, con una costura ondulada. La carcasa también podría utilizarse como conductor de retorno. El alambre Kuhlo se puede tender expuesto sobre superficies y pintarlo, o incrustarlo en yeso. Se fabricaron cajas de conexiones y enchufes especiales para lámparas e interruptores, de porcelana o de chapa de acero. La costura rizada no se consideraba tan impermeable como el alambre Stannos utilizado en Inglaterra, que tenía una funda soldada. [24]
Alrededor de 1905 se introdujo en los Estados Unidos un sistema algo similar llamado "cableado concéntrico". En este sistema, un cable eléctrico aislado se envolvía con cinta de cobre que luego se soldaba, formando el conductor a tierra (de retorno) del sistema de cableado. Se consideró seguro tocar la cubierta de metal desnudo, al potencial de tierra. Si bien empresas como General Electric fabricaron accesorios para el sistema y algunos edificios fueron conectados con él, nunca se adoptó en el Código Eléctrico Nacional de EE. UU. Los inconvenientes del sistema eran que se requerían accesorios especiales y que cualquier defecto en la conexión de la funda provocaría que la funda se energizara. [25]
Ya en 1906 se utilizaban cables blindados con dos conductores aislados de caucho en una funda metálica flexible, y en aquel momento se consideraban un método mejor que el cableado abierto de perilla y tubo, aunque mucho más caro.
Los primeros cables con aislamiento de caucho para cableado de edificios en EE. UU. se introdujeron en 1922 con la patente estadounidense 1458803, Burley, Harry & Rooney, Henry, "Insulated electric wire", expedida el 12 de junio de 1923, asignada a Boston Insulated Wire and Cable . Se trataba de dos o más cables eléctricos de cobre sólido con aislamiento de caucho, además de una tela de algodón tejida sobre cada conductor para proteger el aislamiento, con una cubierta tejida general, generalmente impregnada con alquitrán como protección contra la humedad. Se utilizó papel encerado como relleno y separador.
Con el tiempo, los cables aislados con caucho se vuelven quebradizos debido a la exposición al oxígeno atmosférico, por lo que deben manipularse con cuidado y generalmente se reemplazan durante las renovaciones. Cuando se reemplazan interruptores, enchufes o artefactos de iluminación, el mero hecho de apretar las conexiones puede causar que el aislamiento endurecido se desprenda de los conductores. El aislamiento de caucho que se encuentra más dentro del cable a menudo está en mejores condiciones que el aislamiento expuesto en las conexiones, debido a la menor exposición al oxígeno.
El azufre en el aislamiento de caucho vulcanizado atacó el alambre de cobre desnudo, por lo que los conductores fueron estañados para evitarlo. Los conductores volvieron a estar desnudos cuando dejó de utilizarse el caucho.
Alrededor de 1950, se introdujeron aislamientos y cubiertas de PVC , especialmente para cableado residencial. Casi al mismo tiempo, se volvieron comunes los conductores individuales con un aislamiento de PVC más delgado y una cubierta de nailon delgada (por ejemplo, tipo estadounidense THN, THHN, etc.). [ cita necesaria ]
La forma más simple de cable tiene dos conductores aislados entrelazados para formar una unidad. Estos cables sin cubierta con dos (o más) conductores se utilizan únicamente para aplicaciones de control y señales de voltaje muy bajo, como el cableado de timbres.
Otros métodos para asegurar el cableado que ahora están obsoletos incluyen:
Los sistemas de molduras de metal, con una sección ovalada aplanada que constaba de una tira de base y un canal de tapa a presión, eran más costosos que el cableado abierto o las molduras de madera, pero podían instalarse fácilmente en las superficies de las paredes. En la actualidad todavía se encuentran disponibles sistemas de cableado de canalización montados en superficie similares .
